本发明属于钛白粉
技术领域：
，具体涉及了一种高光泽高耐候性钛白粉及制备方法。
背景技术：
：钛白粉作为目前使用最为广泛的白色颜料，其应用于涂料、塑料、造纸、油墨、化妆品、橡胶等领域，随着钛白粉应用领域不断扩大，例如室外建筑涂层、汽车面漆、飞机船舶涂层，特殊环境下的管材等，这些领域对钛白粉的光泽度和耐候性要求普遍偏高，为了满足特殊领域对钛白粉耐候性需求，高光泽耐候性钛白粉研发将是目前研发的一个重点。目前国内外多数的钛白粉生产厂家主要通过对钛白粉包覆氧化铝和改善分散性来提高产品的光泽度；耐候性主要靠包覆致密硅膜层、锆膜层等方法来提高钛白粉的耐候性。为提高钛白粉的耐候性，现有技术中尝试用氧化锡代替致密硅，并掺杂锑、氟等元素提高钛白粉导电性，如专利cn111040474a，但是包覆氧化锡后的钛白粉光泽性并没有获得良好的改善，无法适应特殊环境下对钛白粉高光泽高耐候性的要求。因此，有必要研发一种新的高光泽高耐候性钛白粉及制备方法，以解决上述技术问题。技术实现要素：本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种高光泽高耐候性钛白粉及制备方法。本发明的目的是以下述技术方案实现的：一种高光泽高耐候性钛白粉，包括二氧化钛基材和位于所述二氧化钛基材表面的包膜层，所述包膜层由内至外依次包括钼掺杂氧化锡包膜层、和氧化铝包膜层。优选的，所述钼掺杂氧化锡包膜层是由加入锡盐和钼源在ph2.0～6.0条件下反应形成的，所述锡盐加入量以sno2计，为所述二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，所述钼源的加入量以moo3计，为所述二氧化钛基材质量0.1～5.0％。优选的，所述锡盐为四氯化锡、氯化亚锡或草酸亚锡中的至少一种，所述钼源为钼酸铵、钼酸钙或磷酸钼中的至少一种。优选的，所述氧化铝包膜层是由加入铝盐在ph3.0～9.0条件下反应形成的，所述铝盐加入量以al2o3计，为所述二氧化钛基材质量的1.0～7.0％。优选的，所述铝盐为偏铝酸钠和/或硫酸铝。如上所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，包括以下步骤：s1：制备二氧化钛基材料浆，向料浆中加入锡盐和钼源，均化，进行钼掺杂氧化锡包膜；s2：再向料浆中加入铝盐，均化，进行氧化铝包膜。优选的，步骤s1所述二氧化钛基材料浆是经以下步骤制备获得：取钛白初品经粉碎、砂磨、稀释后，制得以tio2计，浓度为200～350g/l的料浆，并调节料浆的ph为2～11，然后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，再将料浆升温至50～90℃，并调节料浆ph至2.0～3.0，均化，保持温度不变，最后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，制得。优选的，步骤s1所述二氧化钛基材料浆ph调节至2.0～3.0以后，再加入锡盐，所述锡盐加入量以sno2计，为所述二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，均化20～60min以后，将料浆的ph调节至2.0～6.0，然后再加入钼源，所述钼源的加入量以moo3计，为所述二氧化钛基材质量0.1～5.0％，均化30～60min。优选的，步骤s2先将料浆ph调节至6.0～9.0，调节时间为10～120min，然后再加入铝盐和ph调节剂，保持并流ph为3.0～9.0，所述铝盐加入量以al2o3计，为所述二氧化钛基材质量的1.0～7.0％，均化40～70min。优选的，将铝包膜后的料浆再进行砂磨，然后调节ph至6.0～8.0，均化1.5～3h，经后续处理制得钛白粉。本发明提供的高光泽高耐候性钛白粉，首先采用钼掺杂氧化锡对钛白粉进行包覆，可以显著提高氧化锡膜层的透光性，有效提高钛白粉产品的光泽度和耐候性，然后在掺杂钼的氧化锡膜层外包覆氧化铝膜层，进一步提高钛白粉的耐候性、光泽度和分散性。且氧化锡(掺杂钼)膜层和氧化铝膜层均可以设置为致密的膜层，可有效隔绝钛白粉表面的光催化活性点，对钛白粉的长期使用起到较好的保护作用。因此本发明提供的钛白粉，具有高的光泽度和耐候性，可满足于特殊领域对钛白粉的高光泽度和高耐候性的需求。具体实施方案本发明提供的高光泽高耐候性钛白粉，包括二氧化钛基材和位于二氧化钛基材表面的包膜层，包膜层由内至外依次包括二氧化钛基材和位于二氧化钛基材表面的包膜层，包膜层由内至外依次包括钼掺杂氧化锡包膜层、和氧化铝包膜层。本发明首先采用mo掺杂氧化锡对钛白粉进行包覆，一方面使该膜层在紫外区和近红外区域的透射性减弱，但在可见光区域的透过性依然良好，由此可以有效提高钛白粉产品的光泽度；另一方面针对耐候性来说：二氧化锡是一种宽禁带n型金属氧化物，经过mo的掺杂后，具有更低的电阻率及较高的热稳定性和较强的力学性能，加之mo元素本身较为稳定的特性，可以有效保护内核tio2，起到提高钛白粉产品耐候性的作用。因此本发明首先采用钼掺杂氧化锡对钛白粉进行包覆，可以显著提高氧化锡膜层的透光性，有效高钛白粉产品的光泽度和耐候性，然后在掺杂钼的氧化锡膜层外包覆氧化铝膜层，进一步提高钛白粉的耐候性、光泽度和分散性。且氧化锡(掺杂钼)膜层和氧化铝膜层均设置为致密的膜层，可有效隔绝钛白粉表面的光催化活性点，对钛白粉的长期使用起到较好的保护作用。因此本发明提供的钛白粉，具有高的光泽度和耐候性，可满足于特殊领域对钛白粉的高光泽度和高耐候性的需求。优选的，钼掺杂氧化锡包膜层是由加入锡盐和钼源在ph2～6条件下反应形成的，锡盐加入量以sno2计，为二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，钼源的加入量以moo3计，为二氧化钛基材质量0.1～5.0％。锡盐和钼源在酸性条件下，有利于锡、钼在钛白颗粒表面的沉积。进一步优选的，锡盐可采用四氯化锡、氯化亚锡或草酸亚锡中的至少一种，钼源可采用钼酸铵、钼酸钙或磷酸钼中的至少一种。采用酸性锡盐和钼源有利于酸性ph的保持。优选的，氧化铝包膜层是由加入铝盐在ph3～9条件下反应形成的，铝盐加入量以al2o3计，为二氧化钛基材质量的1.0～7.0％。不论在酸性条件下或在碱性条件下进行铝盐包膜，均可以一定程度上提高产品的分散性及耐候性，但是在弱酸性条件下进行铝盐包膜，容易形成耐候性能更为优异的致密不定型氧化铝膜层，而在弱碱性条件下形成的为疏松勃姆石氧化铝膜层，其具有更好的分散性。进一步优选的，铝盐可采用偏铝酸钠和/或硫酸铝。本发明还提供了一种高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，包括以下步骤：s1：制备二氧化钛基材料浆，向料浆中加入锡盐和钼源，均化，进行钼掺杂氧化锡包膜；s2：再向料浆中加入铝盐，均化，进行氧化铝包膜。可采用常规方法制备二氧化钛基材料浆，并向料浆中首先加入锡盐和钼源，并均化一段时间，使锡、钼沉积在钛白颗粒表面，完成钼掺杂氧化锡包膜，然后再加入铝盐，均化，进行氧化铝包膜。优选的，步骤s1二氧化钛基材料浆是经以下步骤制备获得：取钛白初品经粉碎、砂磨、稀释后，制得以tio2计，浓度为200～350g/l的料浆，并调节料浆的ph为2～11，然后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，再将料浆升温至50～90℃，并调节料浆ph至2.0～3.0，均化，保持温度不变，最后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，制得。本步骤分两次加入分散剂，第一次在初始料浆中加入分散剂均化，提高其分散性能，第二次是在料浆升温，和再次调节ph后，在体系环境发生变化后，再次加入分散剂进一步均化，充分保证了料浆的分散性能。钛白初品可以是硫酸法或者氯化法钛白粉的一种。砂磨仪器，可选用立式或卧室砂磨机，研磨介质为硅酸锆珠、氧化锆珠等，研磨介质粒径0.4～0.9μm，填充量在50～85％。分散剂可选用正磷酸盐溶液、焦磷酸盐溶液和偏磷酸盐溶液。优选的，步骤s1二氧化钛基材料浆ph调节至2.0～3.0以后，再加入锡盐，锡盐加入量以sno2计，为二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，均化20～60min以后，将料浆的ph调节至2.0～6.0，然后再加入钼源，钼源的加入量以moo3计，为二氧化钛基材质量0.1～5.0％，均化30～60min，实现mo离子的掺杂。氯化锡以水溶液形式加入，氯化锡水溶液浓度为40～200g/l(以氧化锡计)。钼源以钼源水溶液形式加入，浓度以氧化钼计为30～90g/l。优选的，步骤s2先将料浆ph调节至6.0～9.0，调节时间为10～120min，再加入铝盐和ph调节剂，保持并流ph为3.0～9.0，铝盐加入量以al2o3计，为二氧化钛基材质量的1.0～7.0％，均化40～70min。铝盐以溶液形式加入，为了方便保持并流ph，偏铝酸钠溶液浓度为150～170g/l，硫酸铝溶液浓度为85～110g/l(均以氧化铝al2o3计)。将铝包膜后的料浆再进行砂磨，然后调节ph至6.0～8.0，均化1.5～3h，经水洗、干燥、汽粉等后续处理步骤制得钛白粉。包膜后调节为中性，既保证所包覆的氧化物不至于在酸碱条件下造成损坏，保持产品的稳定贮存，又针对不同客户的使用便于后期调节。汽粉时加入有机表面处理剂，有机表面处理剂为多元醇或者有机硅溶液，所加的多元醇或有机硅溶液量，以含有的多元醇和有机硅溶质计，占tio2总量的0.01～1％。ph调节剂可采用无机酸或无机碱溶液，无机酸可为稀硫酸、稀磷酸或稀盐酸，浓度为140～160g/l；无机碱可为氢氧化钠溶液或氨水溶液，浓度为190～300g/l。实施例1取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为2.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；在30min内加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为7.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为2.0％的naalo2(naalo2的浓度为150g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为8.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品1。实施例2取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为3.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为0.5％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；在30min内加入占料浆中tio2质量分数为0.5％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为7.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的naalo2(naalo2的浓度为150g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为8.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品2。实施例3取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为3.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为1.0％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；在30min内加入占料浆中tio2质量分数为0.5％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为7.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的naalo2(naalo2的浓度为150g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为8.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品3。实施例4取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为3.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为2.0％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；在30min内加入占料浆中tio2质量分数为1.0％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为7.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的naalo2(naalo2的浓度为150g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为5.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品4。实施例5取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为3.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；用稀naoh溶液将料浆的ph调节至4.0，在30min内加入占料浆中tio2质量分数为0.5％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为7.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的naalo2(naalo2的浓度为150g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为5.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品5。实施例6取经过粉碎、湿磨粒径为0.390μm、粒径分布1.55、浓度为200g/l、ph为7.0的钛白出品料浆，在10min内加入占料浆中tio2质量分数为0.15％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；升温至65℃，用稀硫酸在50min内调节料浆的ph值为3.0，均化15min；保持温度不变，在料浆中加入占料浆中tio2质量分数为0.1％的六偏磷酸钠溶液作为分散剂，均化20min；在20min内加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的100g/l的sncl4水溶液，均化30min；用稀naoh溶液将料浆的ph调节至5.0，在30min内加入占料浆中tio2质量分数为1.0％的50g/l磷酸钼溶液，均化30min；用氢氧化钠溶液调节料浆的ph为6.0，调节时间在20min；向料浆中加入占料浆中tio2质量分数为3.0％的al2(so4)3(浓度为100g/l，以al2o3计)溶液和稀硫酸，保证并流ph为5.5±0.2，加入时间为60min，均化50min；将均化完成的料浆再过一遍砂磨机，进行一遍砂磨；用氢氧化钠调节料浆ph为6.5，均化2h；对包膜后料浆进行水洗(水洗电导率＜80μs/cm)、闪蒸、汽粉。汽粉时加入0.3％tmp，汽固比1.5，得到产品6。一、性能检测以市场上通用的钛白粉a(该钛白粉为sn、al包膜的钛白粉)为标样，采用本领域常规方法检测实施例1～6产品及钛白粉a的粒径、粒径分布及应用体系的分散性，结果如表1所示：表1样品d50(粒径)psd(粒径分布)分散性(μm)a0.3211.47830实施例-10.3021.43425实施例-20.3021.43520实施例-30.3031.43617.5实施例-40.3041.43320实施例-50.3041.43825实施例-60.3041.43925由表可知，本发明实施例1～6所制备的钛白粉的粒径及粒径分布均比市场上通用钛白粉的数据略低，且其分散性也优异于市面上通用的钛白粉a。二、光泽度和耐候性检测以市场上通用的钛白粉a为标样，采用本领域常规方法在醇酸氨基体系条件下做光泽度测试和氙灯快速老化实验，结果见表2和表3。1、光泽度测试表2样品20°60°85°a81.687.695实施例-186.292.5100实施例-286.894.6100实施例-388.395.4100实施例-487.494.9100实施例-587.394.6100实施例-687.394.8100从数据中可以看出，根据本发明实施例1～6制备的钛白粉产品的20°和60°的光泽度优于市场上通用的钛白粉产品a。2、耐候性测试表3如表3所示，通过对实施例样品在醇酸氨基体系中的光泽度及耐候性测试，本发明实施例1～6所得到的产品具有更好的光泽度和耐候性。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 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技术特征：1.一种高光泽高耐候性钛白粉，其特征在于，包括二氧化钛基材和位于所述二氧化钛基材表面的包膜层，所述包膜层由内至外依次包括钼掺杂氧化锡包膜层、和氧化铝包膜层。
2.如权利要求1所述的高光泽高耐候性钛白粉，其特征在于，
所述钼掺杂氧化锡包膜层是由加入锡盐和钼源在ph2.0～6.0条件下反应形成的，所述锡盐加入量以sno2计，为所述二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，所述钼源的加入量以moo3计，为所述二氧化钛基材质量0.1～5.0％。
3.如权利要求2所述的高光泽高耐候性钛白粉，其特征在于，
所述锡盐为四氯化锡、氯化亚锡或草酸亚锡中的至少一种，所述钼源为钼酸铵、钼酸钙或磷酸钼中的至少一种。
4.如权利要求1所述的高光泽高耐候性钛白粉，其特征在于，
所述氧化铝包膜层是由加入铝盐在ph3.0～9.0条件下反应形成的，所述铝盐加入量以al2o3计，为所述二氧化钛基材质量的1.0～7.0％。
5.如权利要求4所述的高光泽高耐候性钛白粉，其特征在于，
所述铝盐为偏铝酸钠和/或硫酸铝。
6.如权利要求1～5任一项所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：制备二氧化钛基材料浆，向料浆中加入锡盐和钼源，均化，进行钼掺杂氧化锡包膜；
s2：再向料浆中加入铝盐，均化，进行氧化铝包膜。
7.如权利要求6所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，其特征在于，
步骤s1所述二氧化钛基材料浆是经以下步骤制备获得：取钛白初品经粉碎、砂磨、稀释后，制得以tio2计，浓度为200～350g/l的料浆，并调节料浆的ph为2～11，然后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，再将料浆升温至50～90℃，并调节料浆ph至2.0～3.0，均化，保持温度不变，最后加入占tio20.01～1％的分散剂，均化，制得。
8.如权利要求6所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，其特征在于，
步骤s1所述二氧化钛基材料浆ph调节至2.0～3.0以后，再加入锡盐，所述锡盐加入量以sno2计，为所述二氧化钛基材质量的0.1～3.0％，均化以后，将料浆的ph调节至2.0～6.0，然后再加入钼源，所述钼源的加入量以moo3计，为所述二氧化钛基材质量0.1～5.0％，均化30～60min。
9.如权利要求6所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，其特征在于，
步骤s2先将料浆ph调节至6.0～9.0，调节时间为10～120min，然后再加入铝盐和ph调节剂，保持并流ph为3.0～9.0，所述铝盐加入量以al2o3计，为所述二氧化钛基材质量的1.0～7.0％，均化。
10.如权利要求6所述的高光泽高耐候性钛白粉的制备方法，其特征在于，
将铝包膜后的料浆再进行砂磨，然后调节ph至6.0～8.0，均化，经后续处理制得钛白粉。
技术总结本发明公开了一种高光泽高耐候性钛白粉及其制备方法，所述钛白粉包括二氧化钛基材和位于所述二氧化钛基材表面的包膜层，所述包膜层由内至外依次包括钼掺杂氧化锡包膜层、和氧化铝包膜层。本发明首先采用钼掺杂氧化锡对钛白粉进行包覆，可以显著提高氧化锡膜层的透光性，有效提高钛白粉产品的光泽度和耐候性，然后在掺杂钼的氧化锡膜层外包覆氧化铝膜层，进一步提高钛白粉的耐候性、光泽度和分散性。因此本发明提供的钛白粉，具有高的光泽度和耐候性，可满足于特殊领域对钛白粉的高光泽度和高耐候性的需求。
技术研发人员：张健;王永珊;李瑞瑞
受保护的技术使用者：河南佰利联新材料有限公司
技术研发日：2020.12.14
技术公布日：2021.03.12
